Loudness Meter

Совместимые со стандартом измерения громкости

развернуть все на странице

Библиотека:
Audio измерения

Описание

Блок Loudness Meter измеряет громкость и истинный пик аудиосигнала на основе стандартов EBU R 128 и ITU-R BS.1770-4.

Порты

Вход

расширить все

`Port_1` - Входной сигнал
матрица | 1-D вектор

Матричный вход - Каждый столбец входного сигнала рассматривается как независимый канал. Если вы используете Channel weights по умолчанию, задайте входные каналы по порядку: [Влево, Вправо, Центр, Левое окружение, Правое окружение].
1-D векторный вход -- Вход рассматривается как один канал.

Типы данных: single | double

Выход

расширить все

`M` - Сиюминутное измерение громкости
Вектор-столбец

Блок выводит вектор-столбец с совпадающим типом данных и количеством строк, что и входной сигнал.

Типы данных: single | double

`S` - Краткосрочное измерение громкости
Вектор-столбец

Блок выводит вектор-столбец с совпадающим типом данных и количеством строк, что и входной сигнал.

Типы данных: single | double

`TP` - Истинно-пиковое значение
действительный скаляр

Блок выводит действительный скаляр с совпадающим типом данных, что и входной сигнал.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите параметр Output true-peak value.

Типы данных: single | double

Параметры

расширить все

Если параметр указан как настраиваемый, то можно изменить его значение во время симуляции.

`Channel weights` - Линейное взвешивание, применяемое к каждому входному каналу
`[1, 1, 1, 1.41, 1.41]` (по умолчанию) | неотрицательный вектор-строка

Количество элементов вектора-строки должно быть равно или больше, чем количество входных каналов. Избыточные значения в векторе игнорируются.

Веса каналов по умолчанию соответствуют стандарту BS.1170-4 ITU-R. Чтобы использовать веса канала по умолчанию, задайте вход в блок Loudness Meter как матрицу, столбцы которой соответствуют каналам в таком порядке: [Влево, Вправо, Центр, Левое окружение, Правое окружение].

Это лучшая практика, чтобы задать веса канала по порядку: [Слева, Справа, Центр, Левое окружение, Правое окружение].

Настраиваемый: Да

`Use relative scale for loudness measurements` - Задайте блок, чтобы вывести измерения громкости относительно целевого уровня
off (по умолчанию) | on

On - измерения громкости соответствуют значению, заданному Target loudness level (LUFS). Выход блока возвращается в единицах громкости (LU).
Off - измерения громкости являются абсолютными и возвращаются в единицах громкости в полной шкале (LUFS).

Настраиваемый: Нет

`Target loudness level (LUFS)` - Базовый уровень для относительных измерений громкости
`–23` (по умолчанию) | действительный скаляр

Например, если Target loudness level (LUFS) составляет -23, значение громкости -24 LUFS указывается как -1 LU.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Use relative scale for loudness measurements.

`Output true-peak value` - Добавьте выходной порт для true-пикового значения
off (по умолчанию) | on

Когда вы выбираете этот параметр, к блоку добавляется дополнительный выходной порт, TP. Порт TP выводит значение true-peak входного кадра.

Настраиваемый: Нет

`Inherit sample rate from input` - Укажите источник входной частоты выборки
on (по умолчанию) | off

Когда вы выбираете этот параметр, блок наследует свою частоту дискретизации от входного сигнала. Когда вы очищаете этот параметр, вы задаете частоту дискретизации в Input sample rate (Hz).

Настраиваемый: Нет

`Input sample rate (Hz)` - Частота дискретизации входов
`44100` (по умолчанию) | скаляром

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, очистите параметр Inherit sample rate from input.

`Simulate using` - Задайте тип выполняемой симуляции
`Code generation` (по умолчанию) | `Interpreted execution`

Code generation - Симулируйте модель с использованием сгенерированного кода C. Первый раз, когда вы запускаете симуляцию, Simulink^® генерирует код С для блока. Код С повторно используется для последующих симуляций, пока модель не меняется. Эта опция требует дополнительного времени запуска, но скорость последующих симуляций сопоставима с Interpreted execution.
Interpreted execution -- Моделируйте модель с помощью MATLAB^® интерпретатор. Эта опция сокращает время запуска, но имеет более низкую скорость симуляции, чем Code generation. В этом режиме можно отлаживать исходный код блока.

Настраиваемый: Нет

Примеры моделей

Compare Loudness Before and After Audio Processing

Сравнение громкости до и после обработки аудио

Измерьте сиюминутную и краткосрочную громкость до и после сжатия передачи потокового аудио в Simulink ®.

Trigger Gain Control Based on Loudness Measurement

Управление усилением триггера на основе измерения громкости

Эта модель позволяет вам применить динамическое сжатие области значений к аудиосигналу, оставаясь в предустановленной области значений громкости. В этой модели блок Compressor увеличивает громкость и уменьшает динамическую область значений аудиосигнала. Блок Loudness Meter вычисляет мгновенную громкость сжатого аудиосигнала. Если сиюминутная громкость переходит порог LUFS -23, активированная подсистема применяет коэффициент усиления, чтобы снизить соответствующий уровень аудиосигнала.

Характеристики блоков

Типы данных	`double` \| `single`
Прямое сквозное соединение	`no`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`yes`
Обнаружение пересечения нулем	`no`

Алгоритмы

расширить все

Блок Loudness Meter вычисляет сиюминутную громкость, краткосрочную громкость и истинно-пиковое значение аудиосигнала. Можно задать любое количество каналов и ненарушенных весов каналов, используемых для измерений громкости. Алгоритм блока описан для общего случая каналов n и весов каналов по умолчанию.

Измерения громкости

Входные каналы, x, проходят через К-взвешенный фильтр, реализованный с использованием алгоритма блока Weighting Filter. К-взвешенный фильтр формирует частотный спектр, чтобы отразить воспринимаемую громкость.

Сиюминутная громкость

K-взвешенные каналы, y, разделены на 0,4-секундные сегменты с 0,3-секундным перекрытием. Если необходимое количество выборок еще не было собрано, блок Loudness Meter возвращает последнее вычисленное значение для сиюминутной громкости. Если было собираемы достаточно выборок, вычисляется степень (средний квадрат) каждого сегмента K-взвешенных каналов:

$m P_{i} = \frac{1}{w} \sum_{k = 1}^{w} y_{i}^{2} [k]$
- _mPi - мгновенная степень i-го сегмента.
- w - длина сегмента в выборках.
Сиюминутная громкость, mL, вычисляется для каждого сегмента:

$m L_{i} = - 0.691 + 10 \log_{10} (\sum_{c = 1}^{n} G_{c} \times m P_{(i, c)}) L U F S$
- _Gc - взвешивание для c канала.
mL - кратковременная громкость, возвращаемая вашим Loudness Meter блоком.

Кратковременная громкость

K-взвешенные каналы, y, разделены на 3-секундные сегменты с 2.9-секундным перекрытием. Если необходимое количество выборок еще не было собрано, блок Loudness Meter возвращает последние вычисленные значения для краткосрочной громкости и области значений громкости. Если было собираемы достаточно выборок, вычисляется степень (средний квадрат) каждого K-взвешенного канала:

$s P_{i} = \frac{1}{w} \sum_{k = 1}^{w} y_{i}^{2} [k]$
- _sPi - краткосрочная степень i-го сегмента канала.
- w - длина сегмента в выборках.
Краткосрочная громкость, sL, вычисляется для каждого сегмента:

$s L_{i} = - 0.691 + 10 \log_{10} (\sum_{c = 1}^{n} G_{c} \times s P_{(i, c)}) L U F S$
- _Gc - взвешивание для c канала.
sL - кратковременная громкость, возвращаемая вашим Loudness Meter блоком.

True-Peak

Измерение истинного пика рассматривает только текущий входной кадр вызова к вашему измерителю громкости.

Сигнал переизбирается на частоту не менее 192 кГц. Чтобы оптимизировать обработку, входная частота выборки определяет точную избыточную дискретизацию. Входная частота выборки ниже 750 Гц не рассматривается.

Входная частота выборки (кГц) Повышающий коэффициент
[0.75,1.5) 256
[1.5,3) 128
[3,6) 64
[6,12) 32
[12,24) 16
[24,48) 8
[48,96) 4
[96,192) 2
[192,∞) не требуется
Избыточная дискретизация сигнала, a, проходит через lowpass фильтр с половинно-полифазной длиной 12 и затуханием в полосе задерживания 80 дБ. Это создание фильтра использует designMultirateFIR.
Отфильтрованный сигнал, b, выпрямляется и преобразуется в шкалу dB TP:

$c = 20 \times \log_{10} (| b |)$
true-peak определяется как максимум преобразованного сигнала, c.

Входная частота выборки (кГц)	Повышающий коэффициент
[0.75,1.5)	256
[1.5,3)	128
[3,6)	64
[6,12)	32
[12,24)	16
[24,48)	8
[48,96)	4
[96,192)	2
[192,∞)	не требуется

Ссылки

[1] Международное объединение электросвязи; Сектор радиосвязи. Алгоритмы измерения громкости аудиопрограммы и уровня звука True-Peak. Система ITU-R BS.1770-4. 2015.

[2] Европейское вещательное объединение. Нормализация громкости и разрешенный максимальный уровень аудиосигналов. EBU R 128. 2014.

[3] Европейское вещательное объединение. Измерение громкости: Измерение режима EBU в дополнение к нормализации громкости EBU R 128. EBU R 128 Tech 3341. 2014.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

integratedLoudness | loudnessMeter

Введенный в R2016b

Документация

Loudness Meter

Описание

Порты

Вход